اختراع فلاپی دیسک

از زمانی که انسان توانست به مشکلات و چالش‌های دوران غارنشینی فائق آمده و روند پیشرفت خود را آغاز نماید، تبادل اطلاعات به یکی از مهم‌ترین موضوعات زندگی بشر مبدل گردید. این روند ادامه داشت تا با وقوع انقلاب صنعتی و ظهور فناوری‌های جدید، نقش اطلاعات در جوامع افزایش قابل‌توجهی یافت. اختراع کامپیوتر، اینترنت و سایر فناوری‌های اطلاعاتی و ارتباطی، به این مسئله دامن زده و عملاً عصر جدید به عنوان عصر اطلاعات شناخته می‌شود.

در جهانی که دنیای دیجیتال، فضای مجازی و شبکه‌های اجتماعی به یک امر رایج در زندگی و کسب‌وکار مبدل شده و حجم عظیمی از داده‌های اطلاعاتی، در بین افراد مختلف مبادله می‌گردد، ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات یک پدیده بسیار حیاتی خواهد بود. البته با پیشرفت فناوری و ظهور نوآوری‌های متعدد، انتقال اطلاعات در نظر بسیاری از کاربران، پیش پا افتاده و ساده تلقی می‌شود؛ به‌طوری که به سادگی و از طریق انواع «فلش مموری» و «هارد دیسک»های موجود در بازار، می‌توان حجم انبوهی از اطلاعات را ذخیره نموده و آن‌ها را با خود حمل نمود. فناوری‌های جدیدتر نظیر «ابر داده‌ها» که امکان دسترسی به اطلاعات از طریق پلتفرم‌های ابری را در هر مکان و زمانی فراهم می‌سازند، مثالی دیگر از سیر تکامل ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات به حساب می‌آیند.

اما آیا در گذشته همه چیز به همین صورت بوده است؟ روند توسعه فناوری‌های اطلاعاتی و به‌طور خاص، «حافظه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات» به چه صورت بوده است؟ این فناوری‌ها چگونه اختراع شده‌اند و چه افراد و شرکت‌هایی در پیشبرد فناوری و رسیدن به نقطه کنونی نقش داشته‌اند؟

اگر سن و سالتان به قدری باشد که دو دهه پیش را به خاطر آورید، احتمالاً «نوار کاست» و «فلاپی دیسک» را به‌عنوان نمونه‌هایی نوستالژیک از دوران قدیم می‌شناسید. دیسک‌های مربعی از جنس پلاستیک که در محفظه مخصوص تعبیه شده در کامپیوترهای آن زمان قرار گرفته و عملاً سلف پیشین «CD» و فلش‌های امروزی به حساب می‌آمدند. سیر تاریخی اختراع و توسعه این فلاپی دیسک‌ها و نقش کلیدی شرکت «IBM» در این زمینه، یکی از مصادیق نوآوری شرکتی است که در دهه‌های پایانی قرن بیستم، جایگزین تلاش‌های کارآفرینانه فردی شده و با خلق یک نظام ساختارمند برای اختراع و نوآوری و سرمایه‌گذاری فراوان در فعالیت‌های تحقیق و توسعه، مجموعه‌ای از فناوری‌ها و نوآوری‌های فعلی را پدید آورد.

با ظهور کامپیوتر، فضای ذخیره‌سازی به‌عنوان یک مشغله ذهنی و چالش مداوم محققین، مخترعین و شرکت‌های فعال در این حوزه مطرح گردید. از سال‌های ابتدایی که کارت‌های پانچ و نوارهای مغناطیسی برای ورود داده و ذخیره‌سازی در هارد دیسک‌های بسیار بزرگ استفاده می‌شد، تا همین امروز که «دنیای دیجیتال» به یک مفهوم کلیدی بدل شده، حافظه‌های کارآمد به‌عنوان یکی از اولویت‌های صنعت کامپیوتر به شمار آمده است. برای درک بهتر پیشرفت چشمگیر در این حوزه، به سال‌های میانی دهه ۱۹۴۰ باز می‌گردیم. در آن سال‌ها، از کارت‌های پانچ برای ذخیره داده‌های ورودی به دستگاه‌های مکانیکی استفاده می‌شد و «IBM» به‌عنوان یک شرکت متخصص در زمینه ساخت این کارت‌ها، روزانه بالغ بر ۱۰ میلیون کارت پانچ تولید می‌کرد. جالب این‌که این کارت‌ها تنها قادر به ذخیره‌سازی ۷۰ بایت اطلاعات بود و مجموع آن ۱۰ میلیون کارت پانچ، کمتر از ۷۰۰ مگابایت داده را ذخیره می‌ساخت.

در ادامه و با عرضه کامپیوتر تجاری «Univac» در سال ۱۹۵۱ میلادی، نوارهای مغناطیسی (نوارهای پلاستیکی پوشیده شده از مواد فرو مغناطیس)، برای ذخیره‌سازی اطلاعات به‌کار گرفته شدند. شرکت «IBM» با توجه به قابلیت‌های فناورانه پیشین، سریعاً به این حوزه نیز ورود نمود و در سال ۱۹۵۲، این نوارها که بسیار شبیه به نوار کاست‌های صوتی بود را عرضه نمود. درام‌های مغناطیسی، حافظه‌های مغناطیسی هسته‌ای و درایو هارد دیسک، از دیگر نوآوری‌های جایگزین بود که در یک دهه بعدی برای ذخیره‌سازی اطلاعات مورد استفاده قرار گرفتند. در تمامی این نوآوری‌ها، «IBM» از پیشگامان توسعه فناوری محسوب می‌شد و نقشی کلیدی در توسعه‌های پی‌درپی و تکامل فناوری‌های ذخیره‌سازی اطلاعات بر عهده داشت.

در دهه ۱۹۶۰ میلادی، مهندسین «IBM» که توسعه دیسک درایوهای اولیه را در کارنامه خود داشتند، طراحی و ساخت یک دیسک حافظه کوچک و با قابلیت حذف و ذخیره‌سازی مجدد اطلاعات را در دستور کار خود قرار دادند. بر این اساس و در سال ۱۹۶۷ میلادی، مرکز توسعه این شرکت در کالیفرنیا، مأموریت یافت تا یک سیستم ساده و ارزان برای بارگذاری میکروکدها در فرآیندی که اصطلاحاً «ICPL» نامیده می‌شد، توسعه دهد. تا آن موقع، این کار از طریق درایوهای نواری «Tape Drives» انجام می‌گرفت که البته به دلیل بزرگ بودن و کندی فرآیند بارگذاری، اهداف تجاری «IBM» را با مشکل مواجه کرده بود. «IBM» به دنبال چیزی سریع‌تر و سبک‌تر بود تا بتواند به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری خود را با قیمت ۵ دلار به مشتریان عرضه نماید.

آلان شاگارت «Alan Shugart»، مدیر محصولات ذخیره‌سازی «IBM»، این پروژه را به یکی از متخصصین خود به نام دیوید نوبل «David L. Noble» واگذار نمود. نوبل در آزمایش‌های خود، از انواع روش‌هایی که فکر می‌کرد ممکن است مشکل مذکور را حل نماید، اعم از کارتریج‌های نواری و دیسک‌های مغناطیسی استفاده نمود. وی سرانجام در سال ۱۹۶۸، به یک راه‌حل جدید دست یافت: فلاپی دیسک «Floppy Disk» یا چیزی که آن را دیسک حافظه می‌نامند. فلاپی دیسک، نوعی فضای ذخیره‌سازی است که از یک دیسک مغناطیسی بسیار نازک با پوشش مواد خاص با قابلیت آهن‌ربایی تشکیل شده و برای محافظت بیشتر، این دیسک دایره‌ای، در یک پوشش پلاستیکی مستحکم قرار گرفته است. این دیسک‌ها، در «Floppy Disk Drive» یا «FDD» قرار گرفته و اطلاعات آن خوانده و یا اطلاعات جدید بر روی آن‌ها بارگذاری می‌شد.

«IBM» در سال ۱۹۷۱، اقدام به عرضه نسخه تجاری این محصول با نام «Minnow» نمود. این محصول، بخشی از استاندارد واحدهای پردازشی سیستم مشهور ۳۷۰ این شرکت محسوب شد و با قطر ۸ اینچ، ضخامت ۱.۵ میلیمتر و حجم ۸۰ کیلو بایتی، تنها قادر به خواندن اطلاعات بود. لازم به ذکر است، «IBM» با هدف حفاظت از نوآوری ارزشمند خود، پیش از عرضه محصول به بازار، اقدام به ثبت دو پتنت در دسامبر ۱۹۶۹ و مارس ۱۹۷۰ نمود. درخواست‌های مذکور، با فاصله زمانی کوتاه و در ژوئن و جولای سال ۱۹۷۲، مورد تأیید دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا قرار گرفت و گواهی‌های ثبت اختراعی با شماره‌های «US3668658» و «US3678481» به «IBM» اعطا گردید.

در ارتباط با استراتژی مالکیت فکری «IBM»، دو نکته حائز اهمیت است. اول این که با وجود ثبت «US» پتنت‌های مذکور از سوی این شرکت و در اوج فعالیت‌های تحقیقاتی و توسعه فلاپی دیسک، اثری از «آلان شوگارت» و «دیوید نوبل» در میان مخترعین این پتنت به چشم نمی‌خورد که این تا حدودی عجیب بوده که می‌تواند به دلایل مدیریتی و تمرکز تیم تحقیقاتی چند نفره بر روی این پروژه باشد. نکته دوم و بسیار مهم‌تر، نقش یک مخترع ژاپنی به نام یوشیرو ناکاماتسو «Yoshiro Nakamatsu» در اختراع فلاپی دیسک است. وی متولد ۲۶ ژوئن ۱۹۲۸ بوده و با انبوهی از اختراعات (بالغ بر ۳۲۰۰ اختراع)، از جمله ساعت دیجیتال، تاکسی متر و «CD»، مدعی یک رکورد جهانی در این زمینه است. وی از سوی انجمن علوم آمریکا، به عنوان یکی از پنج دانشمند برتر جهان، به همراه «ارشمیدس»، «مایکل فارادی»، «ماری کوری» و «نیکولا تسلا» انتخاب شده است. به نظر می‌رسد که ادعاهای ناکاماتسو در مورد اختراع فلاپی دیسک، تا حدی منطقی است؛ چرا که «IBM» در دهه ۱۹۷۰ میلادی، حاضر به اخذ مجوز بهره‌برداری از ده‌ها پتنت وی در ارتباط با این فناوری گردید. وی مدعی است که فلاپی دیسک را در اوایل سال ۱۹۵۰ میلادی و زمانی که دانشجوی دانشگاه توکیو بود، اختراع کرده است و از آنجا که شش شرکت بزرگ و پیشگام ژاپنی حاضر به پذیرش درخواست این مخترع برای تولید فلاپی دیسک نشدند، مجوز بهره‌برداری از آن را به «IBM» اعطا نمود. با توجه به تمامی این موارد، شاید بتوان مخترع اصلی فلاپی دیسک را شرکت «IBM» دانست که با تخصیص هدفمند سرمایه‌های تحقیقاتی، به‌کارگیری متخصصینی نظیر آلان شوگارت و دیوید نوبل و البته جمع‌آوری دانش موجود از طریق اخذ مجوزهای بهره‌برداری از فناوری، موفق به تولید و تجاری‌سازی این فناوری گردید.

داستان توسعه و تکامل فلاپی دیسک هم بسیار خواندنی است؛ هم‌زمان با اصلاحات پی در پی «IBM» در محصول ابداعی خود، آلان شوگارت در سال ۱۹۶۹، اقدام به ترک «IBM» و عزیمت به «Memorex» نمود که نتیجه تلاش‌های تیم تحقیقاتی وی، عرضه نخستین فلاپی دیسک با قابلیت خواندن و نوشتن (بارگذاری داده‌های اطلاعاتی) بود. این محصول که «Memorex 650» نام داشت، قادر به ذخیره‌سازی ۱۷۵ کیلوبایت داده بود. شوگارت در سال ۱۹۷۳، شرکتی جدید به نام «Shugart Associates» بنیان نهاد که قادر به ساخت و عرضه فلاپی دیسک‌های ۸ اینچی با ظرفیت ۸۰۰ کیلو بایت گردید. این محصول را می‌توان نخستین درایو کم‌هزینه برای بازار نوظهور کامپیوترهای شخصی در آن زمان دانست. در سال ۱۹۷۶، جیم آدکیسون «Jim Adkisson» و دون ماسارو «Don Massaro»، دو تن از مهندسین شوگارت که در یک جلسه ناهار با یکی از مشتریان خود حضور داشتند، با این گلایه مواجه شدند که درایو ۸ اینچی برای کامپیوترهای شخصی بسیار بزرگ است. آدکیسون از آن‌ها پرسید که به نظرتان چه اندازه‌ای مناسب است و مشتری در پاسخ، به یک دستمال سفره روی میز اشاره نمود. وی به آزمایشگاه خود بازگشت و فلاپی ۵.۲۵ اینچی را طراحی نمود؛ محصولی که در دسامبر همان سال و تحت عنوان «SA-400» به بازار عرضه شد. این مدل، ظرفیتی برابر با ۱۱۰ کیلو بایت داشت و با قیمت ۳۹۰ دلار به فروش می‌رسید. استقبال از این محصول به قدری زیاد بود که شرکت شوگارت، روزانه بالغ بر ۴۰۰۰ درایو تولید و به بازار عرضه می‌کرد. در ادامه، شوگارت برای کمک به ساخت درایوهای بیشتر، به شرکت ژاپنی «Matsushita» متوسل شد که این شرکت نوظهور را به بزرگ‌ترین سازنده فلاپی دیسک در جهان بدل نمود.

تحول بعدی در زمینه فلاپی دیسک‌ها، ورود شرکت ژاپنی «سونی» به این حوزه و ساخت یک نسخه ۳.۵ اینچی بود. این شرکت، تلاشی ۲ ساله برای تبدیل فلاپی‌های جدید به استاندارد صنعت را آغاز نمود و با بهبود ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات از ۴۳۸ کیلو بایت به ۷۲۰ کیلو بایت و در ادامه ۱.۴۴ مگا بایت، توانست نسخه‌های ناسازگاری مانند مدل 3 اینچی «هیتاچی»، ۳.۸ اینچی «کنون» و ۴ اینچی «IBM» را کنار زده و به بازار تسلط یابد. فروش فلاپی‌های ۳.۵ اینچی در سال ۱۹۸۹ میلادی، از نمونه‌های ۵.۲۵ اینچی پیشی گرفت و عملاً با کنار گذاشته شدن تولیدکنندگان آمریکایی، بازار در اختیار شرکت‌های ژاپنی قرار داد. این امر تا زمان ظهور «CD» و «DVD» و بعدها فلش مموری‌ها، ادامه داشت و عملاً به مدت یک دهه، فلاپی دیسک های ۳.۵ اینچی، پادشاه مطلق بازار ذخیره‌سازی اطلاعات به حساب می‌آمدند. با عرضه «iMac» در سال ۱۹۹۸ که حاوی «CD-ROM» بود، نشانه‌های زوال فلاپی دیسک نمایان شد و کم کم، فلاپی دیسک به یک فناوری منسوخ بدل گردید. در سال‌های ابتدایی قرن جدید، بسیاری از شرکت‌های کامپیوتری، ساخت مدل‌های حاوی درایوهای فلاپی دیسک را متوقف نموده و بازار تحت سیطره «CD»، به عنوان جایگزین کارآمد فلاپی دیسک قرار گرفت.